(57)【要約】【課題】  燃料ポンプにおいて、樹脂製ケーシングの摩耗を抑制する技術を提供する。【解決手段】  燃料ポンプ１０は、略円板状のインペラ２０と、そのインペラ２０を収容するケーシング１８（ポンプカバー１４、ポンプボディ１６）を備えている。インペラ２０は、ケーシング１８と摺動しながら回転する。ケーシング１８は、ポンプカバー１４とボディ本体３５が樹脂製であるとともに、インペラ２０との摺動面の少なくとも一部が局所的に金属製部材４４で形成されている。  金属は樹脂よりも摩耗しにくい。よって、上記構成によれば、ケーシング１８の摩耗を抑制することができる。また、ポンプカバー１４とボディ本体３５が樹脂製なので、安価に製造することができる。【選択図】  図１
2005147042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円板状のインペラと、
そのインペラを収容するケーシングを備え、
インペラは、ケーシングと摺動しながら回転し、
ケーシングは、本体が樹脂製であるとともに、インペラとの摺動面の少なくとも一部が局所的に金属製部材で形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項２】
前記金属製摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料ポンプ。
【請求項３】
略円板状のインペラと、
そのインペラを収容するケーシングを備え、
インペラは、ケーシングと摺動しながら回転し、
ケーシングは、樹脂製であるとともに、インペラとの摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【請求項４】
略円板状のインペラと、
そのインペラを収容するケーシングを備え、
インペラは、ケーシングと摺動しながら回転し、
ケーシングは、低摩擦材を含有する樹脂から形成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を吸込んで昇圧し、昇圧した燃料を吐出する燃料ポンプに関するものである。詳しくは、ケーシングにインペラを収容する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
略円板状のインペラと、そのインペラを収容するケーシングを備える燃料ポンプが知られている。インペラは、ケーシングと摺動しながら回転する。燃料ポンプは、インペラが回転することによって外部から燃料を吸込んで昇圧し、昇圧した燃料をエンジンに圧送する。
インペラは、樹脂製である。ケーシングは金属製である。特許文献１には、ケーシングの生産コストを低減するために、金属製のケーシングに代えて、樹脂でケーシングを形成する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４２０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂は金属よりも摩耗しやすい。このため、ケーシングを樹脂製にすると、ケーシングのインペラとの摺動面が早く摩耗してしまう。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、樹脂製ケーシングの摩耗を抑制する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために創作された燃料ポンプは、略円板状のインペラと、そのインペラを収容するケーシングを備えている。インペラは、ケーシングと摺動しながら回転する。ケーシングは、本体が樹脂製であるとともに、インペラとの摺動面の少なくとも一部が局所的に金属製部材で形成されている。
この燃料ポンプのケーシングは、本体が樹脂製であるとともに、インペラとの摺動面の少なくとも一部が局所的に金属製部材で形成されている。金属は樹脂よりも摩耗しにくい。よって、上記構成によれば、ケーシングの摩耗を抑制することができる。また、ケーシング本体が樹脂製なので、安価に製造することができる。
【０００６】
上記燃料ポンプにおいて、前記金属製摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されていることが好ましい。
低摩擦コーティングは、摩擦抵抗（摺動抵抗）が小さいので摩耗しにくい。よって、この燃料ポンプのように、金属製摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されていると、低摩擦コーティングに保護されて、金属製摺動面の摩耗を防止することができる。また、低摩擦コーティングが施されていると、ケーシングとインペラの摺動抵抗が減少する。このため、インペラが回転しやすくなり、燃料ポンプ性能が向上する。
【０００７】
本発明の他の１つの燃料ポンプは、略円板状のインペラと、そのインペラを収容するケーシングを備えている。インペラは、ケーシングと摺動しながら回転する。ケーシングは、樹脂製であるとともに、インペラとの摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されている。
この燃料ポンプのケーシングは、樹脂製であるとともに、インペラとの摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されている。低摩擦コーティングは摩耗しにくい。よって、上記構成の燃料ポンプによれば、低摩擦コーティングに保護されることによって、ケーシングの摩耗を防止することができる。また、摺動面の少なくとも一部に低摩擦コーティングが施されていると、ケーシングとインペラの摺動抵抗が減少してインペラが回転しやすくなる。このため、燃料ポンプ性能が向上する。
【０００８】
本発明のさらに他の一つの燃料ポンプは、略円板状のインペラと、そのインペラを収容するケーシングを備えている。インペラは、ケーシングと摺動しながら回転する。ケーシングは、低摩擦材を含有する樹脂から形成されている。
この燃料ポンプのケーシングは、低摩擦材を含有する樹脂から形成されている。このため、インペラとケーシングの摩擦抵抗（摺動抵抗）が減少する。摺動抵抗が減少すると、ケーシングの摩耗を抑制することができる。また、摺動抵抗が減少すると、インペラが回転しやすくなり、燃料ポンプ性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
後述する実施例の主要な特徴を記載する。
（１）燃料ポンプ１０は、モータ部７０、ポンプ部１２から構成されている。ポンプ部１２は、ケーシング１８と、ケーシング１８に収容されるインペラ２０等を備えている。ケーシング１８は、ポンプカバー１４とポンプボディ１６から構成されている。インペラ２０は、モータ部７０のモータ７６に駆動されて回転する。ポンプカバー１４と、ポンプボディ１６のボディ本体３５は樹脂製である。
（２）ポンプボディ１６のボディ本体３５には、金属製のプレート４４が取り付けられている。プレート４４は、ボディ本体３５の内面３７と面一になるように配置されている。インペラ２０は、その下面２０ｂがプレート４４と摺動しながら回転する。プレート４４が設けられていることにより、ボディ本体３５の摩耗が抑制されている。
（３）他の形態では、ポンプカバー１４に上部摺動部材９２が取り付けられ、ポンプボディ１６に下部摺動部材９１が取り付けられている。インペラ２０の上面２０ａは、全面で上部摺動部材９２と摺動する。インペラ２０の下面２０ｂは、全面で下部摺動部材９１と摺動する。
（４）インペラ２０とケーシング１８（ポンプカバー１４、ポンプボディ１６）との摺動面には、低摩擦コーティングを施す。
（５）ケーシング１８は、低摩擦材含有の樹脂から形成する。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施例に係る燃料ポンプ１０について、図面を参照しながら説明する。この燃料ポンプ１０は自動車用であり、燃料タンク中の燃料に浸漬された状態で動作し、エンジンに燃料を圧送する。
図１に示すように、燃料ポンプ１０は、モータ部７０、ポンプ部１２から構成されている。なお、図１の上下は、燃料ポンプ１０が燃料タンク内に装着された状態における上下と一致している。モータ部７０は、ハウジング７２、アッパーボディ７３、モータ７６を備えている。ハウジング７２は略円筒状であり、内部にモータ７６を収容している。アッパーボディ７３は、ハウジング７２の上端７２ａが内側にカシメられることによって、ハウジング７２の上部に固定されている。モータ７６のシャフト７８は、その下部がポンプカバー１４（後述する）に装着されたベアリング８２によって回転可能に支持されている。シャフト７８の上部も、ハウジング７２内の上部に装着されたベアリング（図示省略）によって回転可能に支持されている。モータ７６は、アッパーボディ７３に設けられているコネクタ（図示省略）に外部から電力が供給されると回転する。
【００１１】
ポンプ部１２は、ケーシング１８と、ケーシング１８に収容されるインペラ２０等を備えている。ケーシング１８は、ポンプカバー１４とポンプボディ１６から構成されている。樹脂製であるインペラ２０は、図２に示すように略円板状に形成されており、中心部に略Ｄ字状の係合孔２０ｅが設けられている。インペラ２０の上面２０ａには、インペラ２０の外周面２０ｃから所定距離内側を周方向に伸びる領域に、半径方向に伸びるフィン２２に隔てられて、周方向に繰り返す上面側凹所２４群が形成されている。図３に示すように、インペラ２０の下面２０ｂにも、上面側凹所２４と対称形状の下面側凹所２６が形成されている。上面側凹所２４群と下面側凹所２６群は、外周壁２０ｄによって外周面２０ｃと隔てられている。上面側凹所２４と下面側凹所２６の底部同士は、連通孔２８によって連通されている。
【００１２】
ポンプカバー１４は樹脂製である。この樹脂としては、例えば、スーパーエンプラ（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド））を用いることができる。図４に示すように、ポンプカバー１４には、インペラ２０を受け入れる平面形状が円形な凹部３０が設けられている。ポンプカバー１４の凹部３０がインペラ２０を受け入れた状態では、インペラ２０の上面２０ａがカバー内面３１と対向する。インペラ２０は、矢印３６の方向に回転する。カバー内面３１には、インペラ２０の上面側凹所２４群に対向する領域を、インペラ２０の回転方向３６に沿って、上流端３２ａから下流端３２ｂまで伸びるカバー溝３２が形成されている。カバー溝３２の下流端３２ｂは、ポンプカバー１４を上下に貫通する吐出流路３３によってハウジング７２内と連通されている。
図５に示すように、ポンプボディ１６は、ボディ本体３５、プレート４４、スラストベアリング４２を備えている。ボディ本体３５は、ポンプカバー１４と同様に樹脂製である。ケーシング１８（ポンプカバー１４、ポンプボディ１６）がインペラ２０を収容している状態では、ボディ本体３５のボディ内面３７が、インペラ２０の下面２０ｂと対向する。ボディ内面３７には、インペラ２０の下面側凹所２６群に対向する領域を、インペラ２０の回転方向３６に沿って上流端３８ａから下流端３８ｂまで伸びるボディ溝３８が形成されている。ボディ溝３８の上流端３８ａは、ポンプボディ１６を上下に貫通する吸込流路３９によって外部と連通されている。ボディ溝３８の内側境界３８ｃの中流部には、燃料ポンプ１０の外部と連通するベーパ排出流路４１が開口している。
平面形状がドーナツ状のプレート４４は、接着またはインサート成形によってボディ本体３５に取り付けられている。プレート４４は金属製であり、図６に示すように、上面４４ａがボディ本体３５の内面３７と面一になるように配置されている。プレート４４の材質としては、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウムを用いることができる。スラストベアリング４２は、ボディ本体３５の中心部に固定されている。
【００１３】
図１に示すように、ケーシング１８は、インペラ２０を収容した状態で、ハウジング７２の下端７２ｂが内側にカシメられることによって、ハウジング７２下部に固定されている。モータ７６のシャフト７８は、ベアリング８２によって支持されている部分よりもさらに下方で、インペラ２０の係合孔２０ｅに係合している。モータ７６が駆動されてシャフト７８が回転すると、それにともなってインペラ２０も回転する。スラストベアリング４２はシャフト７８の下端と当接しており、モータ７６のスラスト荷重を受け止める。
【００１４】
インペラ２０が回転すると、インペラ２０の下面側凹所２６とポンプボディ１６のボディ溝３８との間に燃料の旋回流が発生する。燃料は、旋回しながらボディ溝３８の上流から下流に向かって流れ、その過程で昇圧される。燃料が昇圧されると、それにともなって外部の燃料がポンプボディ１６の吸込流路３９に吸い込まれる。吸込流路３９に吸い込まれた燃料の圧力は、一時的に低下する。圧力が低下した燃料中にはベーパ（泡）が発生する。ベーパは、ベーパ排出流路４１を通過して外部に排出される。インペラ２０の上面側凹所２４とポンプカバー１４のカバー溝３２との間にも、燃料の旋回流が発生する。燃料は、カバー溝３２の上流から下流に向かって流れながら昇圧される。ボディ溝３８側の燃料は、昇圧されながら下面側凹所２６から連通孔２８を通過して上面側凹所２４に流れ、カバー溝３２側の燃料と合流する。昇圧された燃料は、ポンプカバー１４の吐出流路３３からハウジング７２内に吐出される。なお、図１では、吐出流路３３の図示を省略している。ハウジング７２内に吐出された燃料はハウジング７２内を通過し、アッパーボディ７３に設けられている送出ポート（図示省略）から燃料ポンプ１０の外部に送り出される。
【００１５】
上述したように、昇圧された燃料は、吐出流路３３からハウジング７２に吐出される。ポンプカバー１４とベアリング８２との間、およびベアリング８２とシャフト７８との間には、隙間が存在する。このため、これらの隙間を通って、昇圧された燃料圧力がインペラ２０の上面２０ａに作用する。インペラ２０の上面２０ａに燃料圧力が作用すると、インペラ２０は、ポンプボディ１６に押し付けられる。既に説明したように、樹脂製のボディ本体３５には、金属製のプレート４４が取り付けられている。仮に、プレート４４が存在せず、回転しているインペラ２０と、ボディ本体３５が直接摺動すると、ボディ本体３５が早く摩耗してしまう。ボディ本体３５が樹脂製なので、摩耗しやすいからである。金属は、樹脂よりも摩耗しにくい。ボディ本体３５に金属製のプレート４４が取り付けられていることによって、ポンプボディ１６の摩耗を抑制することができる。
また、樹脂製の部材同士の摺動抵抗よりも、樹脂製部材と金属部材の摺動抵抗の方が小さい。インペラ２０（樹脂製）とボディ本体３５（樹脂製）が直接摺動すると、摺動抵抗が大きい。ボディ本体３５にプレート４４を取り付けると、インペラ２０（樹脂製）とプレート４４（金属製）が摺動するので、摺動抵抗が小さい。よって、インペラ２０が回転しやすくなる。このため、燃料ポンプ１０の性能（効率）が向上する。
インペラ２０は、ポンプボディ１６との摺動よりも程度は小さいが、ポンプカバー１４とも摺動する。このため、ポンプボディ１６と同様に、ポンプカバー１４に金属製のプレートを取り付けると、ポンプカバー１４の摩耗抑制や、摺動抵抗減少によるポンプ効率の向上をはかることができる。
【００１６】
図７は、他の形態の燃料ポンプ９０を示している。ポンプボディ１６には、インペラ下面２０ｂの全面と摺動する金属製の下部摺動部材９１が取り付けられている。ボディ溝３８は、下部摺動部材９１に形成されている。ポンプカバー１４にも、インペラ上面２０ａの全面と摺動する金属製の上部摺動部材９２が取り付けられている。カバー溝３２は、上部摺動部材９２に形成されている。既に説明済の燃料ポンプ１０のインペラ２０は、上下面２０ａ、２０ｂの中央部分がプレート４４と摺動し、その外側部分がボディ本体３５と摺動する。これに対して。燃料ポンプ９０は、上部摺動部材９２と下部摺動部材９１がインペラ上下面２０ａ、２０ｂの全面と摺動する。よって、ポンプカバー１４の本体と、ポンプボディ１６の本体が摩耗してしまうのを確実に防止することができる。また、この構成によれば、摺動抵抗がより減少するので、ポンプ性能をより向上させることができる。
【００１７】
図８に示されているように、樹脂製のポンプボディ１６のボディ内面３７に低摩擦コーティング９４を施すこともできる。低摩擦コーティングとしては、例えば、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）コーティングや、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）コーティング等を用いる。低摩擦コーティングは、ポンプカバー１４のカバー内面３１に施してもよい。低摩擦コーティングを施すと、インペラ２０が回転するときの摺動抵抗が減少するので、燃料ポンプ性能が向上する。
低摩擦コーティングは、ボディ内面３７、カバー内面３１、プレート４４の上面４４ａ、下部摺動部材９１、上部摺動部材９２に施すこともできる。これらに低摩擦コーティングを施すと、摺動抵抗が減少することによって燃料ポンプ性能が向上する。また、低摩擦コーティングが摩耗してしまっても、プレート４４、下部摺動部材９１、上部摺動部材９２が介在することによって、ポンプボディ１６の本体やポンプカバー１４の本体の摩耗を確実に防止することができる。
【００１８】
ポンプボディ１６やポンプカバー１４を低摩擦材含有の樹脂から形成することもできる。低摩擦材を含有した樹脂は摩擦抵抗（摺動抵抗）が小さい。摺動抵抗が小さいと、インペラ２０との摺動によって生じる摩耗を抑制することができる。また、摺動抵抗が小さいと、燃料ポンプ性能が向上する。この場合、母材の樹脂には、例えば、スーパーエンプラ（ＰＰＳ等）を用いる。低摩擦材には、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）や、カーボンを用いる。低摩耗材がＰＴＦＥの場合、その含有率は約３０〜５０％であることが好ましい。また、より好ましい含有率は、約４０％である。低摩耗材がカーボンの場合、その含有率は約３０〜５０％であることが好ましい。また、より好ましい含有率は、約４０％である。
【００１９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る燃料ポンプの縦断面図。
【図２】実施例に係るインペラの平面図。
【図３】図２のIII−III線断面図。
【図４】実施例に係るポンプカバーの平面図。
【図５】実施例に係るポンプボディの平面図。
【図６】実施例に係るポンプボディの断面図。
【図７】実施例の他の形態に係る燃料ポンプの縦断面図。
【図８】実施例のさらに他の形態に係るポンプボディの断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１０： 燃料ポンプ
１２：ポンプ部
１４：ポンプカバー
１６：ポンプボディ
１８：ケーシング
２０：インペラ、２０ａ：上面、２０ｂ：下面、２０ｃ：外周面、２０ｄ：外周壁、２０ｅ：係合孔
２２：フィン
２４：上面側凹所
２６：下面側凹所
２８：連通孔
３０：凹部
３１：カバー内面
３２：カバー溝、３２ａ：上流端、３２ｂ：下流端
３３：吐出流路
３５：ボディ本体
３６：インペラの回転方向を示す矢印
３７：ボディ本体内面
３８：ボディ溝、３８ａ：上流端、３８ｂ：下流端、３８ｃ：内側境界
３９：吸込流路
４１：ベーパ排出流路
４２：スラストベアリング
４４：プレート、４４ａ：上面
７０：モータ部
７２：ハウジング、７２ａ：上端、７２ｂ：下端
７３：アッパーボディ
７６：モータ
７８：シャフト
８２：ベアリング
９０：燃料ポンプ
９１：下部摺動部材
９２：上部摺動部材
【図１】
2005147042.tif 000003
【図２】
2005147042.tif 000004
【図３】
2005147042.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005147042.tif 000007
【図６】
2005147042.tif 000008
【図７】
2005147042.tif 000009
【図８】
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